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常见卷积组合
在深度学习(尤其是计算机视觉和机器人感知)中,卷积核大小(Kernel)、填充(Padding)和步长(Stride)的组合通常遵循特定的设计模式。
以下是除
1. 降采样组合(Downsampling)
用于缩小特征图尺寸,增加感受野,同时替代池化层(Pooling)。
| 组合内容 | 效果与目的 | 经典应用 |
|---|---|---|
| 尺寸减半( | ResNet 中的残差块跳转、各种 Backbone 的特征提取。 | |
| 严格尺寸减半,且计算对称。 | GANs(生成对抗网络) 和 VAE 的编码器部分。 |
2. 升采样/转置卷积(Upsampling / Transposed Conv)
用于恢复图像尺寸,常用于生成模型或分割模型。
| 组合内容 | 效果与目的 | 经典应用 |
|---|---|---|
| 尺寸翻倍( | DCGAN、图像超分辨率、U-Net 的解码器。 | |
| 最简单的尺寸翻倍。 | 早期视觉模型中的反卷积。 |
3. 跨维度/局部整合(Dimensionality Shifting)
不改变空间尺寸,仅改变通道数或进行局部融合。
| 组合内容 | 效果与目的 | 经典应用 |
|---|---|---|
| Pointwise Conv。改变通道深度,不影响空间结构。 | Inception 模块降维、ResNet 的 Bottleneck 结构。 | |
| 大感受野初始特征提取。 | ResNet-50 的第一层(Input Layer),快速获取全局轮廓。 | |
| 较大的局部特征捕捉(保持尺寸)。 | 早期用于处理较大噪声的图像,或简单的浅层网络。 |
4. 现代轻量化组合(Efficient Conv)
针对计算资源有限(如嵌入式机器人平台)设计的组合。
| 组合内容 | 效果与目的 | 经典应用 |
|---|---|---|
| 非对称卷积。等效于 | Inception v3、计算受限的实时感知模型。 | |
| Depthwise Conv。每个通道独立卷积。 | MobileNet 核心组件,极大降低 FLOPs。 |
5. 扩张/空洞卷积(Dilated Conv)
不增加参数量的情况下,成倍扩大感受野。
| 组合内容 | 效果与目的 | 经典应用 |
|---|---|---|
| 保持尺寸的同时,跳着采样。 | DeepLab(语义分割)、WaveNet(音频处理)。 |
核心计算规律(老练研究者的口诀):
如果你想让输出和输入尺寸一致(Same Padding),通用的公式规律是: